CN115082377B 一种基于无人机的建筑物表面裂缝几何参数测量方法及系统 （西安建筑科技大学）

一种基于无人机的建筑物表面裂缝几何参本发明公开了一种基于无人机的建筑物表取待检测建筑物表面图片以及无人机与待检测的裂缝检测模型对待检测建筑物表面图片进行测结果图进行裂缝尺寸计算获得裂缝像素长度检测建筑物的距离信息得到建筑表面裂缝的实2S1利用无人机获取待检测建筑物表面图片以及S3构建裂缝几何参数测量算法，使用裂缝几何缝尺寸计算获得裂缝像素长度信息和裂缝像S4根据裂缝像素长度信息、裂缝像素最大宽3)获取长边线和短边线上对应的两个匹配裂l2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的建筑表面裂缝几何参数测量方法，其特征2)计算两个连续像素点(xi,yi)与(xi+1,yi+1)之间的距离di，当两个连续像素点在横向33.根据权利要求1所述的一种基于无人机的建筑表面裂缝几何参数测量方法，其特征1)对主裂缝关键信息图像F1做卷积计算，获得主裂缝关键信息图像F1的梯度和梯度方4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的建筑表面裂缝几何参数测量方法，其特征1.3)若|W-H|＜min(W,H)/2则裂缝为倾斜走向，若裂缝边缘5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的建筑表面裂缝几何参数测量方法，其特征6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的建筑表面裂缝几何参数测量方法，其特征z(8)4信息采集模块，用于利用无人机获取待检测建筑物表裂缝几何参数计算模块，用于构建裂缝几何参数测量算法，使用裂缝实际参数计算模块，用于根据裂缝像素长度信息、裂缝像素最人机与待检测建筑物的距离信息得到建筑表面裂缝的实际长度和步骤1对裂缝检测结果图进行图像几何畸变校正后，提取畸变校正后的裂缝检测结果3)获取长边线和短边线上对应的两个匹配裂l5计算裂缝中心线和裂缝边缘获得裂缝像素宽度。现有技术对于形态简单的裂缝具有良好准确地匹配裂缝边缘像素点，进而导致测量结果存在较大[0006]S1利用无人机获取待检测建筑物表面图片以及无人机与待检测建筑物的距离信[0007]S2利用基于多特征区域注意力的裂缝检测模型对待检测建筑物表面图片进行检行裂缝尺寸计算获得裂缝像素长度信息和裂6[0019]1)对主裂缝关键信息图像F1做卷积计算，获得主裂缝关键信息图[0020]2)设置高阈值和低阈值，当主裂缝关键信息图像F1边缘点的梯度值大于高阈值，[0023]2)以裂缝两侧边线中的长边线为基准，按照长短边映射关系匹配裂缝边缘像素坐标大于裂缝边缘图右边最后一个像素点的纵坐标，则裂缝为从左到右斜向上走向；反7[0038]得到裂缝两条边线像素坐标点集合：裂缝长边线点集合为L1＝{l1，1，l1，2，量算法对裂缝检测结果图进行裂缝尺寸计算获得裂缝像素长度信息和裂缝像素最大宽度及无人机与待检测建筑物的距离信息得到建筑表面裂缝的实际8得裂缝像素长度信息及像素最大宽度信息；最后根据拍摄时与裂缝表面的距离获得尺度测结果图。其中基于多特征区域注意力的裂缝检测网络包括具有编解码结构的U-Net骨干行裂缝尺寸计算获得裂缝的像素长度信息及最大宽度信息，最后根据拍摄时与裂缝表面[0065]具体的，去除VGG-16的全连接层和部分卷积层数，因此其编码器包含5阶段卷积9由于上采样造成的特征图信息丢失问题，还将同一深度的编码层的特征图与解码层的特然后将将区域级通道特征图经过式(3)得re"。[0079]Y=(T&V)田V(3)[0090]1)对畸变校正后的裂缝检测结果图进行连通域提取降低多条裂缝对裂缝几何测最后将畸变校正后的裂缝检测结果图输入到最大连通域提取进行计算，输出主裂缝关键[0104]4)对裂缝骨架图中每个像素点进行遍历，然后沿骨架图把相邻像素点的间距相坐标大于裂缝边缘图右边最后一个像素点的纵坐标，则裂缝为从左到右斜向上走向；反[0121]在确定裂缝走向之后，对裂缝边线点进行搜索以获取边n为裂缝长边[0126]裂缝两侧边线在不同的部位会有一定的倾斜或弯曲，使照物进行拍摄并保证参照物始终处于无人机拍摄画面的中心，然后移动无人机从起始位z8)式中，R为尺度因子(mm)，表示图片中单个像素点对应的实际物理尺寸，p1=量算法对裂缝检测结果图进行裂缝尺寸计算获得裂缝像素长度信息和裂缝像素最大宽度及无人机与待检测建筑物的距离信息得到建筑表面裂缝的实际裂缝检测结果图使用图像几何畸变校正模块进行校正，获得畸变校正后的裂缝检测结果[0145]信息提取模块用于对畸变校正后的裂缝检测结果图进行最大连通域提取降低多条裂缝对裂缝几何测量结果的影响，选择裂缝检测结果图中的最大连通区域作为一条裂[0147]最大宽度测量模块用于以判断裂缝走向为基础，测量裂缝边缘像素点之间的间果未出现断裂现象，再一次证明了本文所提出的关注裂缝区域级特征策略是可行、有效[0149]图6展示了本发明在实际生活中拍摄典型裂缝的测试结果，其中第一行为裂缝原[0152]由表3中裂缝长度测量结果可知，本发明提出的算法对裂缝长度测量结果与实际面原因是由于骨架算法提取的裂缝骨架图是一条细曲线，相对于人工测量时表现为更弯曲导致了测量结果要大于实际长度，另一方面由于标定像素比例关系中的尺度因子和实果比实际要更宽一些，这也导致在测量最大